自动控制系统及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业

作者:孔凡才

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2000-12-1

价格:23.5

装帧:

isbn号码:9787111013327

丛书系列:

图书标签:

• 自动控制
• 控制系统
• 自动化
• 电气工程
• 系统工程
• 控制理论
• MATLAB
• Simulink
• 反馈控制
• 工业控制

《现代信号处理理论与实践》 本书深入探讨了现代信号处理的核心理论，并结合大量实际应用案例，旨在为读者提供一个全面而深入的信号处理知识体系。从基础概念到前沿技术，本书层层递进，力求使读者在理解信号处理原理的同时，掌握解决实际问题的能力。 第一部分：信号处理基础回顾与拓展 本部分首先对经典信号处理理论进行系统回顾，包括傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等时域与频域分析工具，以及离散时间信号与系统的基本性质。在此基础上，将进一步拓展至更高级的概念，例如： 随机信号分析： 详细介绍随机过程的统计特性，如均值、自相关函数、功率谱密度等，并阐述其在噪声抑制、信号检测等方面的应用。 滤波器理论： 涵盖模拟滤波器和数字滤波器的设计原理，包括FIR和IIR滤波器的设计方法、性能指标以及不同类型滤波器的适用场景。重点讲解现代滤波器设计技术，如窗函数法、频率采样法、最优化设计法等，并对自适应滤波器的基本原理及常见算法进行介绍。 采样理论： 深入分析奈奎斯特-香农采样定理，探讨过采样、欠采样及其对信号重构的影响，并介绍抗混叠滤波器的设计与应用。 第二部分：现代信号处理技术的核心 本部分将聚焦于当前信号处理领域最重要和最具代表性的技术，并深入剖析其理论基础和实现细节。 谱估计技术： 介绍经典谱估计方法（如周期图法）的优缺点，并重点阐述现代谱估计技术，包括参数模型法（如AR、MA、ARMA模型）和非参数模型法（如 Welch法、BT法），以及高分辨率谱估计方法（如MUSIC、ESPRIT）。 时频分析： 针对信号的时变特性，本书详细介绍各种时频分析工具，如短时傅里叶变换（STFT）、小波变换（WT）及其在信号去噪、特征提取、故障诊断等领域的应用。将深入解析不同尺度和小波函数的选择对分析结果的影响。 多速率信号处理： 探讨信号采样率的改变及其对系统设计的影响，包括抽取、插值、变采样率等基本操作，以及多速率滤波器的设计与应用，如在通信系统和数据压缩中的作用。 盲信号分离： 介绍独立成分分析（ICA）和主成分分析（PCA）等盲信号分离技术，分析其在语音增强、生物医学信号处理等领域的应用潜力。 第三部分：信号处理的工程实现与应用 理论与实践相结合是本书的另一大特色。本部分将重点关注信号处理算法的工程实现，以及在各领域的典型应用。 数字信号处理器的原理与应用： 介绍DSP芯片的基本架构、指令集以及常用的开发工具，并结合实际案例讲解如何在DSP平台上高效实现信号处理算法。 常用信号处理软件库介绍： 梳理并介绍目前主流的信号处理编程库，如MATLAB的Signal Processing Toolbox、Python的SciPy.signal模块等，并通过实例演示如何利用这些工具快速实现复杂的信号处理任务。 典型应用案例分析： 通信系统： 调制解调、信道编码、均衡等信号处理技术在现代通信系统中的应用。 图像与视频处理： 图像去噪、边缘检测、特征提取、图像压缩等。 语音信号处理： 语音识别、语音增强、声纹识别等。 生物医学信号处理： 心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生物信号的采集、分析与诊断。 机械振动分析与故障诊断： 利用信号处理技术对机械设备进行状态监测和故障预警。 金融数据分析： 信号处理技术在时间序列分析、风险评估等方面的初步应用。 本书特点： 理论扎实： 涵盖信号处理领域的核心理论，推导严谨，概念清晰。 内容全面： 从基础到前沿，覆盖了现代信号处理的主要分支。 案例丰富： 结合大量实际应用案例，增强理论的实践指导意义。 条理清晰： 结构安排合理，循序渐进，易于读者理解和掌握。 语言精炼： 力求用清晰、准确的语言阐述复杂的概念。 本书适合高等院校相关专业（如电子工程、通信工程、自动化、计算机科学等）的本科生、研究生，以及从事信号处理相关研究和工程开发的科研人员和工程师阅读。通过学习本书，读者将能够深刻理解现代信号处理的精髓，并具备独立解决实际信号处理问题的能力。

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这本书的排版和图示设计，可以说是相当“体贴”了。对于一个视觉学习者来说，这一点太重要了。那些复杂的信号流图、方框图，作者都处理得井井有条，关键的信号传递路径和变换点都用不同的颜色或粗细标示出来，阅读起来几乎没有理解上的障碍。更棒的是，书中附带的许多仿真代码片段，虽然没有直接提供完整的软件项目，但这些代码片段足以让人在MATLAB/Simulink环境中快速搭建起验证环境。我特别喜欢其中关于鲁棒控制设计的部分，作者用非常简洁的图形工具展示了“界限”和“裕度”的概念，使得H∞控制这种原本抽象的理论变得触手可及。读这本书的过程中，我感觉自己不是在啃一本厚重的技术手册，而是在跟随一位经验丰富的导师进行一对一的辅导，他的每一步引导都恰到好处，既保证了理论的严谨性，又兼顾了工程师的直觉培养。

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从一个纯粹的系统理论学习者的角度来看，这本书对“系统化思维”的培养有着不可替代的作用。作者在构建知识体系时，始终坚持从物理系统的本质出发，层层递进，构建出数学模型，再应用合适的控制理论进行设计与分析。这种从“现象”到“本质”再到“解决方案”的逻辑链条非常清晰。特别是当涉及到离散时间系统分析时，作者非常详尽地解释了Z变换和脉冲响应之间的对应关系，避免了许多初学者容易陷入的“纯代数运算”的误区。这本书的价值在于，它不仅教你如何使用已有的工具箱，更重要的是，它培养了读者面对一个全新的、未知的复杂系统时，能够独立地进行建模、分析和设计的能力。这对于任何希望在自动化和智能化领域有所建树的人来说，都是一份不可多得的财富。

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这本书的深度和广度，让它不仅仅是一本面向本科生的入门教材，更像是一本面向应用工程师的参考手册。它非常注重不同控制策略之间的“适用性”和“权衡”。比如，在讨论现代控制（状态空间法）时，作者没有简单地强调其优越性，而是对比了它在计算复杂度和对系统完整信息要求的局限性。在一些对实时性要求极高的场合，如何权衡使用简化模型和更复杂的现代控制方法，书中给出了非常成熟的工程判断标准。我个人对其中关于故障诊断与容错控制的章节印象尤其深刻，它超越了传统意义上“让系统稳定运行”的目标，开始探讨“如何让系统在部分失效后仍能安全可靠地继续工作”，这对于高可靠性工业系统设计来说，是至关重要的。这本书成功地将“可靠性工程”的思想融入到了控制系统的设计流程中。

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坦白讲，我一开始对这本书的期待值并不算太高，因为市面上关于控制系统的教材实在太多了，很多都只是对标准教科书的简单复述，没什么新意。然而，这本书在系统辨识和参数估计这一章节的表现，完全超出了我的预期。作者没有采用那种干巴巴的纯数学推导，而是非常巧妙地引入了“数据驱动”的视角。他详细讲解了如何利用实际采集到的系统响应数据，去构建精确的数学模型，特别是对非线性系统的辨识方法，比如Hammerstein-Wiener模型的应用，书中给出的实例非常具有启发性。我尝试用书中的方法对一个简单的机电系统进行了辨识实验，结果发现模型预测的准确性远高于我之前用纯粹物理建模得到的结果。这让我深刻体会到，在现代工程中，如何有效地从数据中提取系统特性，是解决实际问题的关键能力，这本书在这方面无疑是走在了前沿。

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这本关于“自动控制系统及应用”的书，简直是理论与实践结合的典范，尤其对于我这种刚从理论学习转向实际工程应用的新手来说，简直是打开了一扇新世界的大门。书里对经典控制理论的阐述深入浅出，像是把那些复杂的数学模型和物理原理，用非常直观的工程语言重新包装了一遍。我特别欣赏作者在讲解PID控制算法时所采用的对比分析方法，不仅详细介绍了参数整定的各种经典策略，还结合了几种不同工业现场的实际案例进行了推演。光是看到那些流程图和仿真结果，我就能大致勾勒出如何在实际生产线上优化一个反馈回路。更难能可贵的是，它并没有止步于理论的展示，而是花了大量的篇幅去讨论现代控制理论在复杂系统，比如航空航天和过程控制中的集成应用，这为我后续深入学习现代控制和智能控制打下了坚实的基础。读完第一部分，我对整个控制工程领域的宏观框架有了清晰的认知，感觉自己不再是雾里看花，而是手握蓝图的工程师了。

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